В погоне за Солнцем (другой перевод)
Шрифт:
Когда Земля максимально приближена к Солнцу, а Луна – к Земле (так называемая точка перигея), их притяжение максимально и вызывает самый высокий прилив; когда Земля, напротив, максимально удалена (точка апогея), приливная амплитуда минимальна. В новолуние, когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной линии (сизигия – мечта игрока в скрэббл), притяжение Солнца и Луны действует в одном направлении, складываясь и усиливая прилив и углубляя отлив.
Приливной цикл составляет 24 ч 50 мин, за это время большинство берегов Земли испытают по два прилива и отлива. Впрочем, в зависимости от местных условий: в некоторых местах прилив вообще незаметен, а в других пик прилива отстает от достижения Луной наивысшей точки на несколько часов. Можно представить себе положение бретонской дамы в “Кентерберийских рассказах” Чосера, которая пообещала отдать свое сердце пламенному воздыхателю, когда в море исчезнут скалы. Бросив взгляд с берега, она обнаруживает, что скал не видно. Счастливым для замужней дамы образом ее поклонник проявляет рыцарское благородство и не требует от нее соблюдения слова.
Приливы были поводом для различных домыслов на протяжении тысячелетий (хотя старейшая из сохранившихся приливных таблиц, рассчитанная
567
Третьим крупным исследователем приливов был Уильям Уэвелл (1794–1866), чья наука о приливах обрисовывала движения мирового океана с целью показать все точки земного шара, где одновременно случается прилив. Уэвелл, знаменитый выпускник кембриджского Тринити-колледжа, ввел в 1834 году в оборот слово scientist (“ученый”). Отвергая слово savant как слишком непритязательное и французское, он предложил слово для обозначения общего предприятия всех, кто изучал естественный мир, даже если отдельные дисциплины становились все более специальными и разобщенными (William Whewell, The Philosophy of the Inductive Sciences: Works in the Philosophy of Science 1830–1914. N. Y.: Continuum, 1999).
Томсон был одним из первых в блестящей плеяде ученых XIX века (его похоронили рядом с Ньютоном в Вестминстерском аббатстве). В 1882 году он доложил Британской научной ассоциации об устройстве механизма приливов. “Если бы меня спросили, что я имею в виду, когда говорю о приливах, – начал он свою речь, – мне было бы очень сложно ответить… Дело в том, что моряки в море говорят о приливе как о горизонтальном движении воды, а для обитателей суши или моряков в порту это вертикальное движение”. Он сделал выбор в пользу “морского” понятия, “потому что перед тем, как где-либо возникает подъем или падение воды, она должна прийти откуда-то, а вода не может переместиться из одного места в другое без горизонтального или почти горизонтального движения” [568] .
568
Broad, Rogue Giants at Sea. F4.
Зачастую то, что мы видим, – это скорее “волны, вызванные ветром, нежели настоящий прилив”, но есть и другой подъем (и падение), вызванный напрямую солнечным теплом, которое воздействует на атмосферное давление: когда показания барометра высоки, на воду сильнее действует воздушное давление; напротив, она поднимается, когда давление падает. Это управляемое Солнцем давление действует и на землю, но из-за большей жесткости континентов эффект гормаздо слабее. Но даже и в этом случае, объяснял Томсон, с приливами и отливами целые участки континентов могут подниматься и опускаться на высоту 30 см (мы не отдаем себе в этом отчета, поскольку опускается и поднимается все вокруг). Озера, бассейны, ванны, чашки кофе и даже человеческий желудок не проявляют никаких признаком подъема или падения, тем не менее приливы способны удивить: например, приливное трение увеличивает земной день на 1,6 мс в столетие, а сами приливы вытягивают наши тела, делая нас выше [569] .
569
См.: Mikolaj Sawicki, Myths About Gravity and Tides, Physics Teacher 37. 1999. Октябрь. Р. 438–41. Впрочем, не стоит слишком радоваться этому росту. Прилив меняет наш рост на 10–16, расстояние в тысячу раз меньшее, чем диаметр атома. Для сравнения, астронавты в невесомости вырастают сантиметров на восемь: скелет избавляется от давления гравитации, позвоночник расслабляется и удлиняет спину, которая на Земле возвращается к обычному состоянию. Схожим образом землетрясения делают нас легче: когда планета расширяется от большой встряски, гравитация на поверхности Земли уменьшается примерно на 0,0000015 %, что для 70-килограммового человека означает потерю около 0,0001134 г (см.: Kenneth Chang, Findings, The New York Times. 2006. 8 августа).
Свое первое образование сэр Джордж Дарвин получал, находясь рядом с отцом, и, хотя он стал юристом, все шло к тому, чтобы он повернулся лицом к науке. В 1898 году он опубликовал “Приливы и родственные им явления в Солнечной системе”, научный бестселлер того времени, а позже написал большую статью о приливах для одиннадцатого издания Encyclopedia Britannica. Томсон (или лорд Кельвин – он стал первым ученым, получившим титул) рассматривал Землю как несжимаемую сферу, на форму которой не оказывает влияния ни солнечное, ни лунное притяжение. Дарвин же представлял себе нашу планету как покрытую жидкой корой, чувствительной к воздействию Солнца и Луны (он любил говорить, что монета в один фунт в Эдинбурге немного тяжелее такой же монеты в Лондоне, потому что она немного ближе к центру Земли). Ученый вычислил, что в отдаленном прошлом Земля вращалась гораздо быстрее, а Луна была ближе [570] .
570
См.: Dictionary of National Biography 1910–11, Darwin, Sir George Howard, приложение к основному словарю.
Дарвин применил ньютоновы принципы для расчета воздействия Солнца на другие планеты. “Солнечное приливное трение гораздо сильнее действует на более близкие планеты, чем на более далекие”, – заключил Дарвин. Относительно нашей планеты он показал, что приливы происходят в местные полдень и полночь, а отливы – на восходе и закате, хотя при вычислении приливного поведения “неравномерное распределение суши и воды, а также различная глубина океана в разных местах вызывают в колебании моря нерегулярности такого уровня сложности, что проблема в целом выходит за рамки возможного анализа” – допущение, весьма нетипичное для XIX века [571] .
571
Encyclopedia Britannica, 11th ed.. Р. 944, Tides. В целом это вполне дарвиновская уступка: Чарльз Дарвин постоянно повторял, что та или иная тема слишком сложна, чтобы за нее браться.
Может быть, это выходило за рамки анализа, но моряки не ждали открытий от ученых и в течение тысячелетий водили корабли наилучшим доступным образом, и на протяжении тысячелетий это означало как можно лучше приспособить для этих целей Солнце.
Часть четвертая
Укрощая Солнце
Когда Елизавета I Английская получила папскую буллу 1582 года, астрономы настоятельно просили ее перейти на новый григорианский календарь, тогда как протестантские епископы были против. Эта гравюра 1641 года “Отец Время несет папу обратно домой в Рим” хорошо отражает популярные тогда настроения. Как сказано в стихах под изображением: “Эта куча тщеславия, груз коробейника / этот сундук мусора…” (© The Trustees of the British Museum / Art Resource, N. Y.)
Глава 19
Небесный проводник
Ахав скоро вычислил точную широту, на какой он находился в то мгновение. Потом, помолчав немного, он снова поглядел на солнце и пробормотал:
– О ты, светлый маяк! ты, всемогущий, всевидящий кормчий! ты говоришь мне правду о том, где я нахожусь, но можешь ли ты хоть отдаленным намеком предсказать мне, где я буду завтра? [572]
572
Пер. И. Бернштейн.
Моряк не может видеть полюс, но знает – компас может [573] .
Минутная досада капитана Ахава вполне простительна. “Пустота и однообразие морских просторов, бескрайнее однообразие поверхности океана естественным образом вели мореплавателей к поиску ориентиров в небесах” [574] , – пишет Дэниел Бурстин; путеводная роль Солнца имеет долгую историю. Старейшим подтвержденным морским путешествием была миграция вполне анатомически современных homo sapiens в Австралии, начавшаяся примерно 6 тыс. лет назад; но самыми удивительными мореплавателями древности оказались полинезийцы, которые примерно за 2 тыс. лет до н. э. уже были превосходными астрономами. Солнце служило им главным ориентиром, но обычно в сочетании с другими звездами, так что они запоминали расположение сотен звезд. Китайцы шли следом, несильно отставая, они даже называли свои морские джонки “звездными плотами”. Древние греки тоже стали мореплавателями, хотя у Гомера и встречается история о “болтливом бритом моряке, который веселил команду и сбился с курса”, а у самих греков не было в языке своего слова для моря, когда начинались их военные действия в Средиземном море. Но все равно моряки, терявшие из виду землю, были вынуждены продвигаться наугад. И даже в коротких путешествиях люди часто оказывались в открытом море. Моряки обменивались мрачными историями о заблудившихся в стихиях Средиземноморья, от спартанского царя Менелая, чей направлявшийся домой флот снесло от Трои до Египта, до крушения корабля апостола Павла на Мальте. Отсутствие методов определения долготы (положения на оси восток – запад) часто представляло непреодолимую проблему.
573
Пер. А. Гаврилова.
574
Daniel Boorstin, The Discoverers. N. Y.: Random House, 1983. Р. 46.
Направления, по которым мы ориентируемся, – север, юг, восток и запад – задаются двумя осями координат, горизонтом и зенитом. Горизонт (от греч. – ограничивающий) – воображаемая линия, отделяющая небо от земли. Зенит (из ошибочно прочитанного выражения, означающего “над головой”) – точка в небе, расположенная непосредственно над наблюдателем. Эта горизонтальная плоскость и устремленная вверх вертикаль составляют нашу изначальную систему отсчета. Люди привыкли соотносить восток и запад с восходами и заходами небесных тел, а перпендикулярные их курсам направления называть севером и югом. Наконец, появились меридианы – воображаемые линии, соединяющие кратчайшим образом любую заданную точку с земными полюсами.